作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2023/12/6 12:34:36
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利用石灰石腻子产生电荷——
新型摩擦生电纳米发电机问世

 

科技日报北京12月5日电 (记者刘霞)美国阿拉巴马大学亨茨维尔分校科学家研制出了一种新型摩擦生电纳米发电机,可为小型设备供电。该发电机使用石灰石腻子发电,与传统摩擦发电方法相比,能节省大量成本。相关论文发表于最新一期美国化学会《ACS Omega》杂志。

摩擦生电纳米发电机于2012年首次面世,是一种将机械能或热能转化为电能的小型设备,用于小型无线自主设备,如可穿戴电子设备、状态监测和无线传感器网络。典型的使用场景包括心脏监测仪植入物、农场动物佩戴的生物芯片转发器、在轮胎压力低时提醒驾驶员的传感器等。

摩擦生电纳米发电机通过行走、振动、轮胎转动、风吹或水流等运动,使两个物体相互接触或移动摩擦时,在它们之间传递电荷,从而为设备产生电力,这些方式对环境的影响都很小。

研究人员指出,现有摩擦生电纳米发电机使用昂贵的基于纳米技术的方法制成,还要用到一些特殊设备,而他们研制的设备使用双面胶带或石灰石腻子等黏性材料来产生电荷,只需简单的工艺技术,因此更具成本效益,也更容易制造。

此外,与现有设备相比,新设备使用了金属化聚酯片,这也扩展了其工作频率带宽。这一点意义重大,因为一些小型能量采集设备,如健康监测和可穿戴外骨骼系统,需要更宽的频带来收集人体运动的能量。研究人员指出,普通的摩擦生电纳米发电机的工作频率低于10赫兹,而新设备的工作频率高达80赫兹。

研究团队计划开展进一步研究,探索利用大理石、砂岩和月壤等不同矿物制造摩擦生电纳米发电机的可能性。

 
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